专利名称：光开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光开关，尤指一种借助透镜阵列摆动使不同透镜组合置于光路中以实现光路转换的光开关。
背景技术：
光开关是一种对光传输线路或集成光路中各信号通路进行相互转换和逻辑操作的光无源器件，其广泛应用于光纤通信系统、光纤网络、光纤测量系统和光纤传感系统中，是光通信领域不可或缺的重要元件。
根据光开关的工作原理，其可分为非机械式光开关和机械式光开关两大类。其中，机械式光开关是利用机械、电磁方式等使光纤或光学元件移动，从而实现光束在不同输出端口之间的切换，该类光开关插入损耗低、隔离度高，是目前应用最广泛的光开关。
请参阅图1，其为美国专利第5,420,946号所揭示的一种现有光开关装置。该光开关1包括一输入端10、一反射装置11和多个输出端12。其中，输入端10包括一输入光纤101和一自聚焦透镜102。反射装置11包括一基底111和一设于基底111上的反射镜112，该反射镜112与输入端10成45度夹角，该基底111底部具有一与自聚焦透镜102中心轴共线的孔113，该孔113可与驱动机构的连杆(图未示)配合以驱动该反射装置11绕该中心轴旋转。多个输出端12分别包括输出光纤121，且各输出光纤121分别与一自聚焦透镜122相配合，该多个输出端12沿与孔113和自聚焦透镜102共轴的圆周固定排列。
输入光纤101输入的光束经自聚焦透镜102准直输入至反射镜112，通过旋转至不同位置的反射镜112反射后可耦合至不同输出端12，达成光路切换的目的。但是，该现有光开关1具有缺陷。首先，该光开关1的多个输出端12彼此分立，使得光开关1结构复杂庞大，且输入端10与输出端12的调校过程繁复。且，由于各输出端12都包括一输出光纤121和一自聚焦透镜122，使得该光开关1成本较高，且不易封装。其次，该光开关1无法实现光束选择性自多个输入端之一传输至多个输出端之一。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑、制程简单、成本低的光开关。
本实用新型的目的是这样实现的提供一种光开关，其包括一输入端、一输出端、一光路转换装置和一驱动装置。其中，该输入端和该输出端结构相同，都包括一多芯光纤插针，该光路转换装置包括一第一透镜阵列和一第二透镜阵列，该驱动装置包括固持该第一和第二透镜阵列的基座。输入端将入射光束传输至光路转换装置，驱动装置驱动第一透镜阵列和第二透镜阵列摆动以使不同透镜组合置于输入端与输出端之间的光路中，光束经过光路转换装置发生偏折并汇聚至输出端的特定光纤。
与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点光路转换装置之透镜将从输入端输入的光束进行准直，使光束发生偏折，再汇聚至输出端，输入端和输出端无须专门准直透镜，且输入端和输出端的多根光纤均内置于多芯光纤插针中，从而使该光开关结构得到简化，且降低成本。同时，通过多芯光纤插针的制作，可简化多根光纤之间的调校过程。另外，还可一并实现光束选择性自输入端的多根光纤之一传输至输出端的多根光纤之一。
图1是现有光开关的立体图。
图2是本实用新型光开关的立体图。
图3是本实用新型光开关的剖面图。
图4是本实用新型光开关的另一剖面图。
图5是本实用新型光开关的光路示意图。
图6是本实用新型光开关的光路示意图。
具体实施方式请参阅图2，是本实用新型光开关的立体图。该光开关2包括一具多根输入光纤211的输入端21、一具多根输出光纤221的输出端22、一光路转换装置23和一驱动装置24。该光开关2进一步包括一用以固持上述装置的底座25，其包括一基板251。工作时，该光路转换装置23在驱动装置24控制下将来自多根输入光纤211之一的光束传输至多根输出光纤221之一。
请参阅图3，该输入端21固定于一自基板251延伸的定位板252，其包括一内置五根输入光纤211的多芯光纤插针212，该多芯光纤插针212大致成圆柱状，其内开设一用以容纳五根输入光纤211的通孔213，该输入光纤211的末端(未标示)与多芯光纤插针212的端面214平齐，且为提高回波损耗，该端面214被研磨成倾角为6度至8度的倾斜面。该多芯光纤插针212套装固持于一石英套管215中，为进一步保护该输入端21，于石英套管215外套设一金属套管216。
该输出端22固定于一自基板251延伸的定位板253，其结构与输入端21大致相同，包括一内置五根输出光纤221的多芯光纤插针222。
该光路转换装置23位于输入端21与输出端22之间，包括一第一透镜阵列231和一第二透镜阵列232。在驱动装置24(参见图2)的驱动下，该第一透镜阵列231的一透镜移动至输入端21与输出端22之间的光路中，将来自输入端21的光束转变为水平光束并传输至第二透镜阵列232，该第二透镜阵列232的一透镜也位于光路中，使该水平光束发生偏折后传输至输出端22。本实用新型中，该第一透镜阵列231和第二透镜阵列232都包括多个模铸透镜233，在该第一透镜阵列231中，模铸透镜233与该多芯光纤插针212相对的端面2331为非球曲面结构，另一端面2332被研磨成斜面。在该第二透镜阵列232中，模铸透镜233与光纤插针222相对的端面2334为非球曲面结构，一端面2333被研磨成斜面。同样，也可采用自聚焦透镜等具相同功能的透镜替代该模铸透镜233。
请配合参阅图4，该驱动装置24包括第一透镜基座241、与其配合使用的第一传动杆243和第二透镜基座242、与其配合使用的第二传动杆244。其中，该第一透镜基座241上设有用以安装第一透镜阵列231的多个模铸透镜233的多个收容孔(未标示)，且该收容孔于第一透镜基座241上弧形排列，该第二透镜基座242上同样设有弧形排列用于收容第二透镜阵列232的模铸透镜233的多个收容孔(未标示)。第一、第二传动杆243、244分别安装于自基板251延伸的定位板254、255，且与第一、第二透镜基座241、242固定装配，在外部控制装置(图未示)带动下，该传动杆243、244带动透镜基座241、242摆动，使安装于透镜基座241、242上的第一透镜阵列231和第二透镜阵列232的一特定模铸透镜置于光路中。
请再次参阅图2，组装时，首先于底座25安装驱动装置24，再调校输入端21与输出端22的相对位置后将其固定，随后依次装配第一透镜阵列231和第二透镜阵列232，最后检测各光学性能，若结果表明性能良好则固定各装置的位置。
请参阅图5，是本实用新型光开关的光路示意图。光信号由多个输入光纤211的一光纤2111输入，传输至第一透镜阵列231的一模铸透镜2311，该模铸透镜2311使光信号准直为平行光束并传输至第二透镜阵列232的一模铸透镜2321，模铸透镜2321使该光束汇聚至特定输出光纤2211。请配合参阅图6，使第二透镜阵列232的另一模铸透镜2322置于光路中，由于模铸透镜2322与2321使光束产生偏折的方向不同，从而使光束汇聚至另一特定输出光纤2212。配合参阅图3和图4，通过驱动装置24控制第一透镜基座241、第二透镜基座242摆动，可使第一透镜阵列231和第二透镜阵列232的特定模铸透镜置于光路中，从而可将从输入端21的任一输入光纤211输入的光信号输入至输出端22的任一输出光纤221。因光路可逆，故其亦可反向传输。
权利要求1.一种光开关，包括一输入端、一光路转换装置、一驱动装置和一输出端，其特征在于该输入端和该输出端都包括一具多根光纤的多芯光纤插针，该光路转换装置位于输入端和输出端之间，包括至少两透镜阵列，该驱动装置包括至少两透镜基座，其收容固持该至少两透镜阵列，该驱动装置驱动该至少两透镜基座摆动而使该至少两透镜阵列分别有一特定透镜位于输入端与输出端之间的光路中，该二特定透镜将输入端的多根光纤之一输入的光信号传输至输出端的多根光纤之一。
2.如权利要求1所述的光开关，其特征在于该至少两透镜阵列包括多个用以准直和偏折光束的模铸透镜。
3.如权利要求2所述的光开关，其特征在于该模铸透镜的一端为非球面结构。
4.如权利要求1所述的光开关，其特征在于该驱动装置包括至少两传动杆。
5.如权利要求4所述的光开关，其特征在于该至少两透镜基座上设有用以容纳该至少两透镜阵列的多个收容孔。
6.如权利要求5所述的光开关，其特征在于该多个收容孔在该两透镜基座上弧形排列。
7.如权利要求4所述的光开关，其特征在于该至少两传动杆套嵌于该至少两透镜基座，可驱动该至少两透镜基座。
8.如权利要求1所述的光开关，其特征在于该光开关进一步包括一用以固持该输入端、输出端、光路转换装置和驱动装置的底座。
9.如权利要求1所述的光开关，其特征在于该多芯光纤插针呈圆柱状，其内部设有一容纳多根光纤的通孔。
专利摘要一种光开关包括一输入端、一输出端、一光路转换装置和一驱动装置。其中，该输入端和该输出端结构相同，都包括一多芯光纤插针，该光路转换装置包括一第一透镜阵列和一第二透镜阵列。输入端将入射光束传输到光路转换装置，驱动装置驱动第一透镜阵列和第二透镜阵列摆动以使不同透镜组合置于输入端和输出端之间的光路中，光束经过光路转换装置发生偏折并汇聚至输出端的特定输出光纤。
文档编号G02B26/08GK2594816SQ0222654
公开日2003年12月24日 申请日期2002年3月30日 优先权日2002年3月30日
发明者周明宝 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司